コンダクタンス コンダクタンスとは何ですか？ (定義、単位、式）

コンダクタンスって何だろう？

コンダクタンス (電気伝導度とも呼ばれる) とは、物質が電気を通す可能性のことです。 コンダクタンスは、電流 (電荷の流れ) がどれだけ容易に物質を通過できるかを示す尺度です。 コンダクタンスは電気抵抗の逆数で、1/Rと表されます。

コンダクタンスをよりよく理解するためには、物体の抵抗を思い出す必要があります。 質的な意味での抵抗は、電流がどれだけ流れにくいかを教えてくれます。

物体の抵抗は、それを通過する電流に対する電圧の比として表される。 抵抗はオームで測定される。 部品のコンダクタンスは、部品内で電流がどれだけ速く流れることができるかを決定するものである。

コンダクタンスの式と測定単位

電子工学では、コンダクタンスとは、回路デバイスが与えられた印加電圧に対して発生する電流を測定するものです。 一般にGという文字で表されますが、コンダクタンスは抵抗の逆数Rです。この式を定義するには、というオームの法則を適用する必要があり、そこからRは

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この式とは逆にコンダクタンスという言葉があります。

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コンダクタンスはGで表され、測定単位は「mho」であった。 抵抗とコンダクタンスを比較すると、コンダクタンスは抵抗の逆数(1/抵抗)であり、次のように表されます。

コンダクタンスは抵抗、電流、電圧、導電率を用いて計算できます。

たとえば、の抵抗を持つ特定の回路要素について、コンダクタンス値を求めます。 5935>

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与えられたRの値とコンダクタンスの値を代入すると

次の例は電気回路で、5Vの入力で電線の長さに0.3Aの電流を発生させるものである。 オームの法則により、V=IRから抵抗は

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コンダクタンスは抵抗の逆数で計算できる。 そこで

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iとvを代入するとコンダクタンスは0.06シーメンス

コンダクタンスは導電率から計算することができる。 半径r、長さLの円形断面の電線があり、電線の材料の抵抗値がわかっているとすると、その電線のコンダクタンスGを求めることができる。 Gとの関係は

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ここで

例えば半径0.001m、長さ0.1mの鉄棒があれば、そのコンダクタンスを算出する。 鉄のはジーメンス/mとする。 面積は を使って と計算する。 さらに代入すると、コンダクタンスは324ジーメンスとなる。

コンダクタンス

コンダクタンスは、エネルギーを伝達する材料の能力を表し、材料の電磁的特性を表すのに使われる特性値の1つである。 電界に応答する電流の流れに対する物質の効果を定量化します。 また、印加された電界に応答する導電性電流の密度を決定する材料特性として理解される。 導体のコンダクタンスは、その形状や寸法、導電率と呼ばれる材料の特性などいくつかの要因に依存する。

導電率はで表され、1メートルあたりのジーメンスとして測定される。 抵抗の反対語が導電率である。 抵抗は電流の流れの反対なので、コンダクタンスは材料が流すことのできる電流の量である。 例えば、抵抗の低い材料は導電性が高く、その逆もまた然りである。 導電率は、比導電率とも呼ばれます。

導電率 vs コンダクタンス

ある材料が電気を通す度合いを導電率と呼びます。 これは、材料中の電流密度と電流の流れを生み出す電界の比として計算されます。 電気回路のように、あるシステムで実際に移動できるエネルギー量を計算します。 熱、音、電気を伝える物体の能力は、導電率として知られています。

コンダクタンスは、物体がどの程度電気を伝えるかを示し、シーメンスの単位で表されます。 これは、流れる電流と存在する電位差の比率として測定されます。 導体の寸法に依存します。

電気伝導率測定の応用

電気伝導率と農業

農業に関しては、土壌の電気伝導率を知ることが作物の健康や成長に非常に重要である。 生産者だけでなく、農家も土壌のリン酸塩、硝酸塩、カルシウム、およびカリウムのモニタリングに関心を持つことが多いのは、これらの栄養素が植物の成長の成功に不可欠だからです。

土壌の電気伝導率 (EC) をチェックすると、生産者は土壌中のすべての栄養素を把握しやすくなります。 ECは土壌中の栄養素の数を示すことができ、生産者は土壌にもっと栄養素が必要なのか、それとも栄養素が多すぎるのかを判断するのに役立ちます。

電気伝導率と水処理

電気伝導率 (EC) は、水質に関するさまざまな用途で大きな役割を果たします。 廃水処理では、排出される廃水の塩分濃度が排出先の水域と等しいことを確認するためにECが評価されます。 塩分濃度が極端に高い、または低い水の放出は、水生生物の健康に悪影響を及ぼします。

電気伝導率と電気めっき浴

電気伝導率は亜鉛めっき水にも影響を与え、航空宇宙、自動車、宝石などの業界でよく見られるチェックイン項目となっています。 また、メッキ品から残留化学物質を抽出するために、金属洗浄浴が使用されます。 このような場合、向流洗浄が生成廃水の軽減に役立ちます。

この時点でめっきプロセスの導電率を測定することで、より多くの水が必要で、流し込む必要があるかどうかを決定します。 導電率の測定は、全溶解固形物（TDS）や塩分など、業界特有の有用な測定値を提供するために使用できます